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Tarea 3 - Explicar los métodos de conversión y los registros de un procesador 8086Maicol Stiwar Hidalgo Bareño202016893_Tutor: Jhon Manuel SotoUniversidad Nacional Abierta y a Distancia UNADEscuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería (ECBTI)Arquitectura de computadoresIngeniería de sistemas...

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Tarea 3 - Explicar los métodos de conversión y los registros de un procesador 8086

Maicol Stiwar Hidalgo Bareño 202016893_217

Tutor: Jhon Manuel Soto

Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería (ECBTI) Arquitectura de computadores Ingeniería de sistemas Acacias-Meta 2021

Introducción En el presente trabajo se realiza de manera individual, reforzando de esta manera conceptos fundamentales en la arquitectura de computadores, de igual manera se elaborará un cuadro sinóptico de los sistemas numéricos, se realizará ejemplos de estos, se realiza una infografía del procesador 8086 y un cuadro comparativo

2. crea un cuadro sinóptico de los sistemas numéricos (binario, octal, decimal, hexadecimal)

SISTEMA DECIMAL

SISTEMA BINARIO

Es un sistema de numeración posicional en el que las cantidades se representan utilizando como base aritmética las potencias del número 10

Es un sistema de numeración en el que los números se representan utilizando solamente las cifras cero y uno (0 y 11)

SISTEMAS NUMÉRICOS SISTEMA HEXADECIMAL

SISTEMA OCTAL

Es un sistema de numeración que emplea 16 símbolos. Su uso actual está muy vinculado a la informática y ciencias de la computación

El sistema de numeración octal es un sistema de numeración en base 8, una base que es potencia exacta de 2 o de la numeración binaria. Esta característica hace que la conversión a binario o viceversa sea bastante simple. En informática, a veces se utiliza la numeración octal en vez de la hexadecimal.

3. El estudiante realiza los siguientes ejercicios:

3.1 Convertir los cuatro (4) últimos números de su identificación a binario y hexadecimal, explicando el procedimiento. Binario 3513 últimos dígitos de identificación El número 3513 se puede expresar como: 2048 + 1024 + 256 + 128 + 32 + 16 + 8 + 1 Por lo tanto, la respuesta es: 110110111001

Hexadecimal 3513 últimos dígitos de identificación Para pasar un número al sistema hexadecimal lo tenemos que dividir por 16 e ir quedándonos con el resto.

1º Dividir iterativamente el numero entre 16 hasta que lleguemos a uno e ir quedándonos con los restos. (si son mayores que 10 sustituimos por la letra adecuada.)

3513 entre 16 sobra 9 219 entre 16 sobra B 13 entre 16 sobra D 2º una vez llegados al uno empezar desde abajo a tomar los restos. El último resto es el bit más significativo, esto es el bit más a la izquierda.

3513 (10 en hexadecimal es DB9 (16

3.2 Convertir los dos (2) primeros y los dos (2) últimos números de su identificación a numeración binaria y con ellos realizar las siguientes operaciones suma, resta y multiplicación explicando el procedimiento.

10 y 13 son los primeros y últimos dígitos 10=1010 13=1101 Suma 1010 + 1101 = 10111

Este procedimiento se realiza según las 4 reglas de la suma binaria que es 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10 Resta 1010 − 1101 = -11

Este procedimiento se realiza según las 4 reglas de la resta binaria que son Acarreo negativo 0-0= 0 0-1= 1-0= 1 1-1= 0 Multiplicación 1010 × 1101 = 10000010

Este procedimiento se realiza según las 4 reglas de la multiplicación binaria que son 0x0= 0 0x1= 0 1x0= 0

1x1= 1 De esta manera y siguiendo las reglas puede realizar estos ejercicios.

3.3 Explicar con ejemplos en qué consisten las operaciones lógicas AND, OR, NOT, XOR

Compuerta AND Para la compuerta AND, La salida estará en estado alto de tal manera que solo si las dos entradas se encuentran en estado alto. Por esta razón podemos considerar que es una multiplicación binaria. 

Operación Q=A.B

 A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

Tabla de verdad y símbolo Q 0 0 0 1

Compuerta OR La compuerta OR, la salida estará en estado alto cuando cualquier entrada o ambas estén en estado alto. De tal manera que sea una suma lógica. 

Operación Q=A+B

 A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

Tabla de verdad y símbolo Q 0 1 1 1

Compuerta NOT En la compuerta NOT, el estado de la salida es inversa a la entrada. Evidentemente, una negación. 

Operación Q=Q



Q 0 1

Tabla de verdad y símbolo

Q’ 1 0

Compuerta XOR La compuerta XOR Su salida estará en estado bajo cuando las dos entradas se encuentren en estado bajo o alto. Al mismo tiempo podemos observar que entradas iguales es cero y diferentes es uno. 

Operación Q= A.B+A.B



Tabla de verdad y símbolo

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

Q 0 1 1 0

4. El estudiante elabora una tabla donde exprese en forma clara y amplia los registros de un procesador 8086. Ejemplo: Registro AX

Tipo Propósito General

BX

Propósito General Propósito General

CX DX SP

Propósito General Puntero de pila

BP

Puntero de pila

SI

Índice

DI

Índice

CS

Segmento

DS

Segmento

SS ES

Segmento Segmento

Descripción El registro AX es el registro acumulador El registro BX es el registro base El registro CX es conocido como el registro contador El registro DX es el registro de datos Apunta al inicio de la pila. Utilizado en las instrucciones de manejo de la pila Es un puntero de base, que apunta a una zona dentro de la pila dedicada al almacenamiento de datos Utilizado como registro de índice en ciertos modos de direccionamiento indirecto Se usa en determinados modos de direccionamiento indirecto y para almacenar un desplazamiento en operaciones con cadenas Contiene la dirección del segmento con las instrucciones del programa Segmento del área de datos del programa Segmento de pila. Segmento de ampliación para zona de datos

IP

Puntero de instrucciones o contador de programa

Marca el desplazamiento de la instrucción en curso dentro del segmento de código

5. El estudiante realiza un cuadro comparativo con las características de las arquitecturas CISC y RICS teniendo en cuenta (Tipos de instrucciones, Relación con la memoria, tipo de ejecución, tipo de formato, Cantidad de instrucciones, modos de direccionamiento, Tipos de modos de direccionamiento, conjunto de registros, canalización, tipos de complejidad en cuanto al compilador y microprogramas, formas de llevarse a cabo los saltos condicionales).

Características Filosofía

CISC (Complex Instruction Set Computing) Se basa en implementar un gran número de instrucciones en el microprocesador.

Tipos de instrucciones Relación con la memoria

Instrucciones multiciclo Tiene arquitectura de memoria a memoria

Tipo de ejecución

Son lentas, ejecución por software.

Tipo de formato

El formato típico es: Los primeros 4 bits contienen

RISC (Reduced Instruction Set Computing) Se basa en utilizar el menor número de instrucciones posibles, aportando un fácil diseño y capacidad de realizar operaciones a gran velocidad a costa de utilizar programas de mayor extensión. Instrucciones único ciclo Tiene arquitectura del tipo load-store (carga y almacena). Las únicas instrucciones que tienen acceso a la memoria son 'load' y 'store'; registró a registro, con un menor número de acceso a memoria. Mayor velocidad en la ejecución de instrucciones. Son rápidas ejecución directa por hardware.

El SPARC emplea un formato de instrucciones de 32 bits.

Cantidad de instrucciones Modos de direccionamiento

Conjunto de registros

Canalización

el código de la operación, los 6 bits siguientes definen el modo de direccionamiento del destino, los 6 últimos hacen lo propio respecto del origen. Gran cantidad de instrucciones, complejas y potentes.  Inmediato  Directo absoluto corto  Directo absoluto largo  Relativo al PC con desplazamiento  Relativo al PC indexado con despot.  Directo en registro de datos  Directo en registro de direcciones  Indirecto relativo a registro con post-inc.  Indirecto relativo a registro con pre-decr.  Indirecto relativo a registro con despot.  Indirecto relativo a registro indexado con desplazamiento  Indirecto a registro Número limitado de registros de propósito general, tienen mucho almacenamiento temporal en memoria

No se ajustan mucho a las arquitecturas pipeline ya que por su forma de ejecutarse necesita que las instrucciones tengan similitudes entre sí en cuanto a términos de la complejidad relativa de la instrucción.

Todas las instrucciones inician con un código de operación de 2 bits. Para ciertas instrucciones, éste código puede ampliarse Reducida, 30 o 40 instrucciones en promedio   

Inmediato Directo por registro Indexado

Conjunto de registros homogéneo, un número elevado de registros, permitiendo que cualquier registro sea utilizado en cualquier contexto y así simplificar el diseño del compilador. El procesador comienza a leer la siguiente instrucción inmediatamente que termina la última instrucción, quiere decir que hay dos instrucciones trabajando al mismo tiempo, mientras una se lee la otra se decodifica, y

Tipos de complejidad en cuanto al compilador y microprogramas

Formas de llevarse a cabo los saltos condicionales

Es difícil diseñar compiladores eficientes, ya que al aumentar la dificultar del repertorio se hace cada vez más difícil diseñar compiladores que aprovechen la gran variedad de y versatilidad de las instrucciones máquina. La unidad de predicción de saltos revisa las instrucciones durante la fase de premezcla (recogida de dos instrucciones de la caché de código), y si la lógica de predicción de bifurcaciones predice que tomará una bifurcación, señalará inmediatamente a la unidad de premezcla (PU) que comience a mezclar instrucciones de la dirección de destino prevista para la bifurcación.

en el siguiente ciclo habrá tres instrucciones. Este Sistema se conoce como segmentación de cause o pipeline. El compilador genera un mayor número de instrucciones máquina por ende se necesitan varias instrucciones para ejecutar las instrucciones de alto nivel.

Los saltos condicionales inmediatos (BEQI, BNEI, BLTI, BGTI) proceden a realizar una comparación de los registros y su salto en un solo ciclo de reloj. La dirección de salto es de 12 bits, con esto se logran saltos relativos en una ventana de 4K hacia adelante y hacia atrás de la posición actual del registro contador de programa.

Conclusiones



Se logró a través de la bibliografía vista entender de qué se trata la arquitectura de las computadoras como rama de la informática y como está nos muestra la evolución a través de los años.



Se logró dar un enfoque funcional y estructural a métodos de conversión entre los tres sistemas numéricos computacionales más importantes y explicar adecuadamente los registros que conforman un procesador 8086 así como las características de las arquitecturas CISC y RISC con el propósito de identificar claramente la arquitectura predominante en los sistemas computacionales

Referencias bibliográficas

Andonegui Zabala, M. (2007). El sistema numérico decimal, (P. 5-29). Caracas, Corporación Andina de Fomento. Recuperado de https://elibronet.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/ereader/unad/94592?page=5

Arquitecturas de Microprocesadores. (2005). Ediciones Paraninfo, S.A. (P. 122-127). Recuperado de https://link.gale.com/apps/doc/CX4054500068/GVRL? u=unad&sid=GVRL&xid=518a42b5

Castro Gil, M. (2014). Estructura y tecnología de computadores I (Gestión y Sistemas). Madrid, Spain: UNED - Universidad Nacional de Educación a Distancia. (P. 29-78). Recuperado de https://elibro-net.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/ereader/unad/48716?page=30...